今天我們來學習一下MySQL的事務隔離是如何實現的。如果你對事務以及事務隔離級別還不太瞭解的話，這裡[左轉](https://www.cnblogs.com/liang24/p/14111897.html)。 好的，下面正式進入主題。事務隔離級別有4種：讀未提交、讀提交、可重複讀和序列化。首先我們來說一下讀未提交和序列化。 - 讀未提交：效能最好，因為不加鎖，所以可以理解為沒有隔離。 - 序列化：讀加共享鎖，其他事務可併發讀，但不能寫；寫加排他鎖，其他事務不能併發寫也不能併發讀。 這兩種方式要麼啥都不管，併發效能最好，但也最多問題；要麼管得很嚴，無法併發處理，實現簡單。 另外兩種，讀提交和可重複讀，的實現方式就有考究了。 ## 可重複讀 首先我們來看一下可重複讀是如何實現的。 在可重複讀隔離級別下，事務在啟動的時候就“拍了個快照”，並且這個快照是基於整個庫的。而“快照”在計算機裡是拷貝了一份當前的副本檔案，但在資料庫併發訪問場景下，不可能真的拷貝一份資料副本。 實際上，這個快照是基於InnoDB在實現MVCC時用到的一致性讀檢視來實現的。 > MVCC的全稱是“多版本併發控制”。這項技術使得InnoDB的事務隔離級別下執行一致性讀操作有了保證，換言之，就是為了查詢一些正在被另一個事務更新的行，並且可以看到它們被更新之前的值。這是一個可以用來增強併發性的強大的技術，因為這樣的一來的話查詢就不用等待另一個事務釋放鎖。這項技術在資料庫領域並不是普遍使用的。一些其它的資料庫產品，以及MySQL其它的儲存引擎並不支援它。 ### 如何實現“快照” InnoDB裡面每個事務有一個唯一的事務ID，叫作transaction id。它是在事務開始的時候向InnoDB的事務系統申請的，是按申請順序嚴格遞增的。 資料表中的一行記錄，其實可能有多個版本（row），每個版本都有自己的row trx_id。如圖1所示：
圖1 行狀態變更圖 圖中虛線框裡是同一行資料的4個版本，當前最新版本是V4，k的值是22，它是被transaction id為25的事務更新的，因此它的row trx_id是25。 其實除了最新版本V4外，其他三個版本實際上是不存在的，它們是由undo log和最新版本資料計算得到的。其中undo段就是圖中的虛線箭頭的U1、U2、U3，例如V1版本就是根據V4依次執行U3、U2、U1計算得到的。 > undo log是回滾日誌，儲存的是邏輯格式的日誌，可用於事務回滾，也可以用於MVCC。 按照可重複讀的定義，一個事務啟動的時候，能夠看到所有已經提交的事務結果。但之後在這個事務執行期間，其他事務的更新對它不可見。 InnoDB為每個事務構成一個數組，用來儲存這個事務啟動瞬間，當前正在“活躍”的所有事務ID。“活躍”指啟動了但還沒有提交。 數組裡事務ID的最小值記為低水位，當前系統裡面已經建立過的事務ID的最大值加1記為高水位。這個檢視陣列加高水位就組成了當前事務的一致性檢視（read-view）。 而資料版本的可見性規則，就是基於資料的row trx_id和這個一致性檢視的對比結果得到的。
圖2 資料可見性規則 對於當前事務的啟動瞬間來說，一個數據版本的row trx_id有以下幾種可能： - 如果落在綠色部分，表示這個版本是已經提交的事務或者是當前事務自己生成的，這個資料是可見的。 - 如果落在紅色部分，表示這個版本是由將來啟動的事務生成的，不可見。 - 如果落在橙色部分，就有兩種情況： - 若row trx_id在陣列中，表示這個版本是由還沒提交的事務生成的，不可見。 - 若row trx_id不在陣列中，表示這個版本是已經提交了的事務生成的，可見。 比如圖1中的資料來說，如果有一個事務，它的低水位是18，那麼當它訪問這一行資料時，就會從V4通過U3計算出V3，所以在它看來，這一行的值是11。 ### 在更新時如何使用一致性讀
圖3 示例1 我們來看示例1，如果事務B在事務C更新之前查詢，這個查詢返回值是1。但是當它要去更新資料時，就不能在歷史版本上更新了，否則事務事務C的更新就會丟失。 這裡就用到一條規則：更新資料都是先讀後寫，而這個讀只能是讀當前的值，稱為“當前讀”（current read）。 因此事務B更新時，當前讀拿到的資料是(1, 2)，更新後是(1, 3)，並且row trx_id是101。 事務B後續查詢時，看到最新資料的版本號是101，而自己也是101，就直接返回，得到的k值是3。
圖4 示例2 我們再來看示例2，示例2與示例1的區別在於，事務C'在事務B的寫讀操作後提交。 事務C'在提交前對行加寫鎖。而事務B是當前讀，而且必須要加鎖，因此被鎖住了，必須等到事務C'釋放這個鎖，才能繼續它的當前讀。 到這裡，把一致性讀、當前讀和行鎖串起來了。 ### 小結 本節問題，事務的可重複讀隔離級別是如何實現的？ 可重複讀的核心就是一致性讀；而事務更新資料的時候，只能用當前讀。如果當前的記得的行鎖被其他事務佔用的話，就需要進入鎖等待。 ## 讀提交 讀提交的實現方式跟可重複讀類似，它們最主要的區別是： - 在可重複讀隔離級別下，只需要在事務開始的時候建立一致性檢視，之後事務裡的其他查詢都共用這個一致性檢視； - 在讀提交隔離級別下，每個語句執行前都會重新算出一個新的檢視。 ## 參考資料 - [03 | 事務隔離：為什麼你改了我還看不見？](https://time.geekbang.org/column/article/68963) - [08 | 事務到底是隔離的還是不隔離的？](https://time.geekbang.org/column/article/70562) - [MySQL事務隔離級別的實現原理](https://www.cnblogs.com/cjsblog/p/83659